Os sensores capacitivos do solo son unha das técnicas máis comúns na medición moderna da humidade do solo (xeralmente pertencentes a un tipo de reflectometría no dominio da frecuencia (FDR)). O principio básico é obter indirectamente o contido de humidade volumétrica do solo medindo a súa constante dieléctrica. Dado que a constante dieléctrica da auga (arredor de 80) é moito maior que a doutros compoñentes do solo (arredor de 1 para o aire e arredor de 3-5 para a matriz do solo), o cambio global na constante dieléctrica do solo depende principalmente do contido de humidade.
As seguintes son as súas principais características:
I. Puntos fortes e vantaxes principais
1. Baixo custo e fácil de popularizar
En comparación cos sensores de reflectometría no dominio do tempo (TDR) de alta precisión, os sensores capacitivos teñen compoñentes electrónicos e custos de fabricación máis baixos, o que lles permite ser aplicados amplamente en escenarios que requiren un despregamento a grande escala, como a agricultura intelixente e o rego de xardíns.
2. Consumo de enerxía extremadamente baixo
Os circuítos de medición capacitivos teñen un consumo de enerxía moi baixo e son moi axeitados para a monitorización de campo a longo prazo e aplicacións da Internet das Cousas alimentadas por baterías e paneis solares. Poden funcionar continuamente durante meses ou incluso anos.
3. Pódese monitorizar continuamente durante moito tempo
En comparación co método de secado que require operación manual, os sensores capacitivos poden ser enterrados no solo para levar a cabo a recollida de datos desatendida, continua e automática, e poden capturar o proceso de cambio dinámico da humidade do solo, como a influencia do rego, a choiva e a evaporación.
4. Tamaño compacto e fácil de instalar
Os sensores adoitan estar deseñados como sondas. Só hai que perforar un burato na posición de medición e inserir a sonda verticalmente no solo, causando poucos danos á estrutura do solo.
5. Boa estabilidade e sen radioactividade
A diferenza dos medidores de neutróns, os sensores capacitivos non empregan ningunha fonte radioactiva, son seguros de usar e non requiren permisos nin protección especiais.
6. Integrable e intelixente
É moi doado integrarse con colectores de datos e módulos de transmisión sen fíos (como 4G/LoRa/NB-IoT) para formar unha rede completa de monitorización da humidade do solo. Os usuarios poden ver os datos remotamente en tempo real a través de teléfonos móbiles ou plataformas informáticas.
Ii. Limitacións e desafíos
A precisión da medición vese afectada por varios factores
Influencia da textura do solo: As curvas de calibración para solos arxilosos, francos e areosos son diferentes. Os sensores adoitan calibrarse con area e solo estándar ao saír de fábrica. O uso directo en solos de diferentes texturas causará erros.
Influencia da condutividade eléctrica do solo (salinidade): Esta é unha das principais fontes de erro para os sensores capacitivos. Os ións de sal no solo poden interferir cos campos electromagnéticos, facendo que os valores medidos sexan máis altos. En solos salinizados, a precisión da medición diminuirá significativamente.
Influencia da compactación e da porosidade do solo: Se a sonda está en estreito contacto co solo e se hai poros grandes ou pedras no solo afectará á precisión dos resultados da medición.
Influencia da temperatura: A constante dieléctrica cambia coa temperatura. Os sensores de alta calidade teñen sensores de temperatura incorporados para compensación, pero o efecto de compensación é limitado.
2. É necesaria a calibración in situ
Para obter resultados de medición de alta precisión, especialmente en tipos de solo específicos, adoita ser necesaria unha calibración in situ. É dicir, recóllense mostras de solo, mídese o contido de humidade real mediante o método de secado estándar e, a continuación, compárase coas lecturas do sensor para establecer unha ecuación de calibración localizada. Este é un paso crucial para garantir a precisión dos datos, pero tamén aumenta o custo de uso e o limiar técnico.
3. O rango de medición é relativamente local
O rango de medición do sensor está limitado ao volume finito de solo arredor da sonda (é dicir, a "área sensible" do sensor). Esta área adoita ser moi pequena (uns poucos centímetros cúbicos), polo que o resultado da medición representa a información dun "punto". Para comprender as condicións de humidade do solo de todo o campo, é necesario configurar varios puntos.
4. Estabilidade e deriva a longo prazo
Se se soterra no solo durante moito tempo, o metal da sonda pode envellecer debido á corrosión electrolítica ou á acción química, o que pode provocar a desviación dos valores de medición. É necesario realizar unha inspección e unha recalibración regulares.
Iii. Escenarios aplicables e suxestións de selección
Escenarios moi axeitados
Agricultura intelixente e rego de precisión: monitorización da dinámica da humidade do solo, orientación de cando regar e canta auga regar, conseguindo a conservación da auga e o aumento da produción.
Enverdecemento de paisaxes e mantemento de campos de golf: sensores básicos de sistemas de rego automatizados.
Investigación científica: Investigación en campos como a ecoloxía, a hidroloxía e a meteoroloxía que require unha monitorización continua e a longo prazo da humidade do solo.
Alerta temperá de desastres xeolóxicos: monitorizar a humidade do solo en ladeiras e leitos de estradas para avisar de riscos de deslizamentos de terra.
Escenarios que requiren un uso precavido:
En zonas con solo de alta salinidade e alto contido en alcalinos: a menos que se empreguen modelos especialmente deseñados e calibrados, a fiabilidade dos datos é baixa.
En escenarios de certificación metrolóxica con requisitos extremadamente altos de precisión absoluta: Neste momento, pode ser necesario considerar sensores TDR máis caros ou usar directamente o método de secado.
En termos sinxelos, os sensores capacitivos do solo son unha opción "rentable". Aínda que pode que non proporcionen valores absolutos e precisos a nivel de laboratorio, poden reflectir moi ben a tendencia e o patrón de cambio relativo da humidade do solo de seco a húmido. Para a gran maioría das decisións de produción e xestión, isto xa ten un gran valor. Comprender correctamente as súas características e facer un bo traballo de calibración son as claves para usalos ben.
Para obter máis información sobre os sensores de solo, póñase en contacto con Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Sitio web da empresa:www.hondetechco.com
Data de publicación: 01-12-2025